CRACKING EN INGENIERIA PETROLERA CRACKING DEL PETROLEO La desintegración o cracking del petróleo consiste en la ruptura o descomposición de hidrocarburos de elevado peso molecular, como los contenidos en las fracciones de alto punto de ebullición en el petróleo crudo, en compuestos de menor peso molecular, de punto de ebullición mas bajo. Craqueo: Procesos de calor y presión que transforman a los hidrocarburos de alto peso molecular y punto de ebullición elevado en hidrocarburos de menor peso molecular y punto de ebullición. Hidrocarburos de muchos átomos de carbonos no constituyentes de naftas rompen su cadena y forman hidrocarburos de pocos átomos de carbono no constituyentes de naftas. PROCESO DEL CRACKING Muchas veces del petróleo se puede destilar sólo un bajo porcentaje de naftas. Para aumentar dicho porcentaje se utiliza el proceso de El cracking consiste en romper o descomponer hidrocarburos de elevado peso molecular (combustibles como el gas oil y fuel oil), en compuestos de menor peso molecular (naftas). En el proceso siempre se forma hidrógeno y compuestos del carbono. Es muy importante en las refinerías de petróleo como un medio de aumentar la producción de nafta a expensas de productos más pesados y menos valiosos, como el querosene y el fuel oil. 1. Craqueo o cracking térmico El proceso de craqueo térmico, o pirólisis a presión, se desarrolló en un esfuerzo por aumentar el rendimiento de la . No obstante, la eficacia del proceso era limitada porque debido a las elevadas temperaturas y presiones, se depositaba una gran cantidad de coque (combustible sólido y poroso) en los reactores. Esto, a su vez, exigía emplear temperaturas y presiones aún más altas para craquear el crudo. Se inicia la operación de carga con un petróleo reducido al 50%. La carga llega a un horno tubular donde la temperatura alcanza a 480°C y de allí pasa a la cámara de reacción, en la que se trabaja a 20 atmósferas y donde el craqueo se produce en función del tiempo. La cámara de descarga y los hidrocarburos líquidos y vaporizados son llevados a una torre evaporadora en la que se separan tres componentes: gas nafta de craqueo y diesel-oil, que son fraccionados en una torre destiladora. El fuel-oil se extrae por la parte inferior a la torre evaporadora. Del fondo del rectificador se extrae gas-oil que se envía a un horno tubular de craqueo donde la temperatura es elevada a 525°C y de allí se junta con la del horno tubular pasando a la torre de craqueo siguiendo el ciclo. Yaquelin Vidal 19-ago.-20 más pesadas del crudo se calientan a altas temperaturas bajo presión. 2. Craqueo catalítico o cracking catalítico Es un proceso de la refinación del petróleo que consiste en la descomposición termal de los componentes del petróleo en presencia de un , con el propósito de craquear hidrocarburos pesados cuyo punto de ebullición es igual o superior a los 315 °C, y convertirlos en hidrocarburos livianos de cadena corta cuyo punto de ebullición se encuentra por debajo de los 221 °C. Dichos catalizadores se presentan en forma granular o microesférica. Los catalizadores usualmente se componen por óxido de silicio (SiO2) y alúmina (Al2O3). El craqueo catalítico produce naftas e hidrocarburos aromáticos de alto octanaje, como el benceno por medio de la conversión de cicloalcanos y parafinas, empleando menores presiones. El producto empleado es una arcilla sólida y pulverizada que en forma de polvo fino se envía por una corriente de aire, comportándose como un fluido. El proceso se puede sintetizar así: la carga es un gas-oil que se vaporiza pasando por un horno vaporizador. La brea se separa en una torre destiladora y los vapores pasan a un horno recalentador donde la temperatura se eleva a 500-510°C. Los vapores se mezclan con el catalizador y la mezcla llega a la cámara de reacción del reactor donde se produce el craqueo a presión normal y a 480 C. Los vapores ya transformados y la arcilla llegan a un separador donde las arcillas caen por gravitación y pasan a un horno regenerador que las depura quitándoles el carbón adherido para ser utilizadas nuevamente. Los vapores siguen a una torre fraccionadora de cuya cabeza se extrae nafta de gran poder octánico (70,80). De la parte media se extrae gas-oil que se lleva al craqueo térmico, y por la inferior se extrae un producto que vuelve al sistema por un reciclo. Yaquelin Vidal 19-ago.-20 PROCESOS SECUNDARIOS DESPUES DEL CRACKING Gasificación El coque preparado entra en el reactor de gasificación por un lateral. Con la ayuda de oxígeno técnico (>93% 02) y a una temperatura de unos 1500 °C, el carbono contenido en el coque de pirólisis es convertido en gas y los componentes minerales se convierten en un fino granulado vítreo. Lavado de gases El gas de craqueo se enfría rápidamente y seguidamente es sometido a un lavado en el que son eliminados los contaminantes ácidos inorgánicos. Tras el lavado, el gas es sometido a una secuencia de secado por filtración en etapas, con lo que se elimina, por ejemplo, cualquier contaminante orgánico así como el mercurio y el sulfuro de hidrógeno. El gas de craqueo limpio tiene un valor calorífico de aproximadamente 4.000 KJ/Nm3. El lavado es muy económico debido al bajo volumen de gas combustible frío comparado con los gases de escape calientes. Con esta configuración base, los residuos se separan en grupos reutilizables y el resto es convertido en "coque" y gas limpio de síntesis. Tanto el gas como el coque son llevados a una central de energía. Esta es una solución económica. Oxidación de asfaltos Es un proceso químico que altera la composición química del asfalto. El asfalto está constituido por una fina dispersión de asfáltenos y maltenos. Los maltenos actúan dispersando a los asfáltenos. Las propiedades físicas de los asfaltos obtenidos por destilación permiten a los mismos ser maleables y aptos para su utilización como materias primas para elaborar productos para el mercado vial. Al "soplar" oxígeno sobre una masa de asfalto en caliente se produce una mayor cantidad de asfáltenos, ocasionando de esta manera una mayor fragilidad, mayor resistencia a las altas temperaturas y una variación de las condiciones iniciales del asfalto. Yaquelin Vidal 19-ago.-20 FRACKING El fracking es un método de extracción de gas y petróleo que consiste en someter a una fuerte tensión el subsuelo para fracturar la roca y recopilar el combustible. ... En este caso se trata de extraer pequeñas concentraciones dispersas de hidrocarburos (también puede hacerse con el petróleo). ¿ La fracturación hidráulica o fracking es una técnica que permite extraer el llamado gas de esquisto o no convencional, un tipo de hidrocarburo no convencional que se encuentra literalmente atrapado en capas de roca, a gran profundidad (ver gráfico). Luego de perforar hasta alcanzar la roca de esquisto, se inyectan a alta presión grandes cantidades de agua con aditivos químicos y arena para fracturar la roca y liberar el gas, metano. Cuando el gas comienza a fluir de regreso lo hace con parte del fluido inyectado a alta presión. La fracturación hidráulica no es nueva. En el Reino Unido se utiliza para explotar hidrocarburos convencionales desde la década del 50. Pero sólo recientemente el avance de la tecnología y la perforación horizontal permitió la expansión a gran escala del fracking, especialmente en EE.UU., para explotar hidrocarburos no convencionales. Yaquelin Vidal 19-ago.-20 ¿ En el caso de los , el gas ha migrado desde la roca madre a una trampa petrolífera y una vez perforada esa trampa los hidrocarburos salen a la superficie porque están a presión "Ésta es la situación normal que hay en el Golfo de México, Venezuela y el Mar del Norte". Pero en el caso de los como el gas de esquisto, el gas no ha migrado a un reservorio y para extraerlo es necesario fracturar la roca. Los detractores del fracking apuntan entre sus principales riesgos la posible contaminación del agua tanto por aditivos químicos como por fugas de metano, el gas que se extrae de la roca de esquisto, y la ocurrencia de sismos. En su informe de 2012, la Academia de Ciencias del Reino Unido, la Royal Society, señaló que los riesgos para la salud, la seguridad y el medio ambiente "pueden ser manejados en forma efectiva en el Reino Unido siempre y cuando se implementen las mejores prácticas operacionales, que deben ser aplicadas y monitoreadas", según explicó a BBC Mundo uno de los autores del informe, Richard Selley, profesor emérito de geología del petróleo en Imperial College en Londres. ha generado protestas en Inglaterra y otros países. El informe señala que la explotación de hidrocarburos convencionales también conlleva riesgos. También destaca que la primera porción del entubamiento en el caso del fracking debe estar recubierta de una triple capa de acero y cemento para proteger los acuíferos, más superficiales que la capa de roca de esquisto. Pero Anthony Ingraffea, profesor de ingeniería de la Universidad de Cornell en EE.UU., dijo a BBC Mundo que "las mejores prácticas operacionales sólo pueden minimizar riesgos, no eliminarlos", y agregó que "aún hoy vemos que al menos el 5% de los nuevos pozos que están siendo construidos en Estados Unidos tienen fugas de metano". Ingraffea también señaló que las recientes inundaciones en Colorado dejaron en evidencia la vulnerabilidad de la infraestructura de la industria del fracking. Por su parte, el ICOG afirma que el fracking es compatible con la protección del medio ambiente. "Somos contrarios a posiciones maximalistas de fracking si, fracking no, nosotros decimos, '¿fracking? depende...'", dijo Suárez. Yaquelin Vidal 19-ago.-20 "Somos favorables a la investigación de los territorios para buscar hidrocarburos no convencionales pero cumpliendo de manera taxativa la legislación ambiental que viene de la Unión Europea por medio de directivas que son introducidas en el derecho interno por la legislación de impacto ambiental", agregó el presidente del ICOG. En países como el Reino Unido y España, las compañías están obligadas a divulgar la lista de aditivos químicos que utilizan. En Estados Unidos, en cambio, cada estado decide si las empresas deben hacer pública esa información, aunque la industria estableció una base de datos de carácter voluntario en el sitio Fracfocus. Uno de los principales problemas apuntados por los críticos es qué sucede con las llamadas aguas residuales. Una vez que comienza a fluir el gas, entre el 25% y el 75% del fluido de fracturación con aditivos que fue inyectado a alta presión vuelve a la superficie, según señaló el año pasado en su informe sobre fracking la Royal Society. Uno de los problemas más delicados es cómo almacenar o disponer de esas aguas residuales, también llamadas aguas de reflujo. "La toxicidad potencial de las aguas residuales es difícil de evaluar debido a que muchos aditivos químicos usados en el fluido de fracturación hidráulica son secreto comercial no divulgado", dijo a BBC Mundo Trevor Penning, jefe del centro de toxicología de la Universidad de Pensilvania. La Administración de Información Energética de Estados Unidos, Energy Information Administration, EIA, publicó la estimación más utilizada por analistas de los recursos técnicamente recuperables de gas de esquisto a nivel mundial. Países como China, Argentina, México y Argelia poseen recursos considerables, pero por el momento con su vasta industria petrolera, cuenta no sólo con más de una década de experiencia en fracking para hidrocarburos no convencionales sino con prácticamente un monopolio en el dominio de la tecnología. En el Reino Unido, Richard Selley asegura que, dado que la producción de crudo del Mar del Norte está en declive, "sería irresponsable para un gobierno no promover la extracción de gas de esquisto". En el caso de América Latina, donde varios países han firmado acuerdos con empresas estadounidenses para explotación de hidrocarburos, grupos ambientalistas expresaron preocupación por el posible uso e impacto de la fracturación hidráulica. "A mí lo que me preocupa en Sudamérica es que haya determinadas empresas multinacionales que aprovechándose de la falta de poderío de la administración hagan explotación afectando el Yaquelin Vidal 19-ago.-20 medio ambiente", dijo a BBC Mundo Luis Suárez, quien agregó que el ICOG está realizando cursos de formación online sobre fracking para sus geólogos en Sudamérica. Fuente: https://www.bbc.com/mundo/noticias/2013/10/131017_ciencia_especial_fracking_abc_am#:~:text=Pero%20en%2 0el%20caso%20de,qu%C3%ADmicos%20para%20fracturar%20la%20roca. Yaquelin Vidal 19-ago.-20
